Znajdź zawartość

W wyniku zderzeń wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego z atomami gazów w atmosferze Ziemi powstają piony, które rozpadają się do mionów. Pędzące niemal z prędkością światła miony bez przerwy bombardują planetę. Co minutę w każdy centymetr kwadratowy Ziemi uderza 1 mion. Miony zwykle bez problemu przenikają przez materię, jednak gdy jest ona gęsta lub mamy do czynienia z dużym obiektem, mogą być absorbowane lub rozpraszane na podobieństwo promieniowania rentgenowskiego. Radiografia mionowa jest więc wykorzystywana do prześwietlania wielkich struktur: budynków, gór czy piramid. Dotychczas uzyskiwano w ten sposób dwuwymiarowe obrazy, w trzech wymiarach udawało się obrazować niewielkie próbki. Francuscy badacze poinformowali właśnie o wykorzystaniu radiografii mionowej do wykonania trójwymiarowego skanu reaktora atomowego. Nakowcy pracujący pod kierunkiem Sébastiena Procureura z Université Paris-Saclay i Francuskiej Komisji Energii Alternatywnych i Energii Atomowej (CEA) przeanalizowali jeden z pierwszych francuskich reaktorów atomowych. Uranowy G2 z Marcoule pracował w latach 1958–1980. W latach 1986–1996 usunięto z niego chłodziwo, a rektor – w oczekiwaniu na ostateczną rozbiórkę – poddawany jest regularnym inspekcjom. Procureur i jego koledzy chcieli skorzystać z faktu, że jest to jeden z najstarszych reaktorów, więc można było zbadać, jak starzeją się tego typu urządzenia. Ponadto był on obsługiwany przez CEA, co ułatwiało zdobycie pozwolenia na badania. Dodatkowym plusem jest fakt, że pod reaktorem jest duża wolna przestrzeń, w której można było łatwo umieścić czujniki mionowe. Naukowcy w 20 różnych miejscach wykonali w sumie 27 skanów, z których każdy trwał kilka dni. Później wykorzystali algorytm do rekonstrukcji obrazów tomograficznych. Uzyskali w ten sposób trójwymiarowy obraz grafitowego  bloku moderatora reakcji o masie 1200 ton, 1672 metrów rur systemu chłodzącego oraz betonowych elementów konstrukcji reaktora. O tym, że uzyskany obraz był dokładny świadczy chociażby fakt, że rozmiary zobrazowanych elementów odpowiadały rozmiarom ze specyfikacji technicznej reaktora. Autorów badań najbardziej zaskoczył fakt, że z tak niewielkiej liczby dwuwymiarowych skanów udało się uzyskać dobrą trójwymiarową rekonstrukcję reaktora. Użyta przez Francuzów technika może posłużyć do zarówno działających, jak i nieczynnych reaktorów oraz miejsc takich wypadków jak ten w Fukushimie. Procureur mówi, że trójwymiarowa radiografia mionowa będzie przydatna też przy sprawdzaniu integralności pojemników z odpadami jądrowymi. Można ją też będzie zastosować w inżynierii, górnictwie czy archeologii. Spróbujemy zastosować naszą technikę rekonstrukcji do Wielkiej Piramidy, zapowiada naukowiec. « powrót do artykułu

Fizycy z University of Texas w Austin opracowali nowy model reaktora jądrowego, który, gdy cały system zostanie już dopracowany, może znakomicie zredukować ilość odpadów powstających w elektrowniach atomowych. Mike Kotschenreuther, badacz a uniwersyteckiego Institute for Fusion Studies (IFS) i Wydziału Fizyki, mówi: Opracowaliśmy niedrogi sposób na wykorzystanie fuzji jądrowej do niszczenia odpadów powstałych podczas reakcji rozszczepiania. Energetyka jądrowa jest w czasie niezakłóconej pracy źródłem czystszej energii niż energia pozyskiwana z węgla. Największym problemem jest pozbywanie się odpadów. Obecnie są one przechowywane w formacjach geologicznych. Jednym z takich miejsc ma być np. Yucca Mountain w Newadzie. "Przechowalnia" zostanie otwarta w 2020 roku, a jej pojemność oszacowano na 77 000 ton odpadów. Jednak już w przyszłym roku ilość opadów z elektrowni jądrowych w USA przekroczy tę liczbę. Jako że energetyka jądrowa znowu zyskuje na popularności, można się spodziewać szybkiego wzrostu liczby odpadów, które wymagają specjalnego traktowania, gdyż są bardzo niebezpieczne dla środowiska naturalnego. Fizycy z Teksasu zaproponowali hybrydowy reaktor jądrowy, będący połączeniem reaktora tradycyjnego i fuzyjnego. Ich pomysł polega na zastosowaniu fuzyjnego (a więc działającego na zasadzie łączenia się dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe) Compact Fusion Neutron Source (CFNS). Miałby on znajdować się wewnątrz tradycyjnego reaktora (działającego na zasadzie rozpadu cięższego jądra w lżejsze), napędzanego odpadami. Nadmiarowe neutrony z reakcji fuzyjnej podtrzymywałyby dodatkowo reakcję rozpadu, przyczyniając się do lepszego "wypalenia" odpadów. Proces przetwarzania paliwa jądrowego składałby się więc z dwóch etapów. W pierwszym z nich paliwo napędzałoby tradycyjną elektrownię. Z elektrowni takich wychodzi około 25% pierwotnego wkładu, zawierającego wysoce radioaktywne i toksyczne odpady. Byłyby one następnie przewożone do reaktora hybrydowego, gdzie ulegałyby dalszemu zniszczeniu. Taki reaktor nie dość, że produkowałby energię, to byłby w stanie zredukować ilość radioaktywnych odpadów tak, że zostałoby ich tylko 1% pierwotnego wkładu do tradycyjnej elektrowni. Jedna hybrydowa elektrownia potrzebna byłaby do obsłużenia odpadów z 10-15 elektrowni tradycyjnych. Naukowcy uważają, że ich system będzie tańszy od alternatywnych metod pozbywania się odpadów nuklearnych. Reaktor hybrydowy może być niewielkim urządzeniem o pojemności kilkunastu metrów sześciennych. Głównym problemem jest fakt, iż prace nad reaktorem fuzyjnym dopiero trwają. CFNS nie powstanie więc w najbliższym czasie. Kluczowym elementem CFNS będzie wynalezione na tej samej uczelni urządzenie o nazwie Super X Divertor. Jego zadaniem jest zabezpieczenie CFNS przez zniszczeniem przez olbrzymią temperaturę, która powstaje wewnątrz reaktora fuzyjnego. Super X Divertor to rozwiązanie, które zyskało uznanie specjalistów i posiadacze kilku testowych reaktorów fuzyjnych chcą je wykorzystać w swoich urządzeniach. Prashant Valanju z IFS mówi, że połączenie reaktora fuzyjnego z tradycyjnym to pomysł, który od dawna krąży w środowisku naukowym. Zawsze wiedziano, że fuzja jest przydatna przy produkcji neutronów, a rozpad - przy produkcji energii. Teraz udowodniliśmy, że można stworzyć efektywny niewielki reaktor fuzyjny. Naukowcy, którzy pracowali nad nowym rodzajem reaktora, nie uważają go za rozwiązanie wszystkich problemów. Mają nadzieję, że dzięki niemu będziemy dysponowali czystszą energią atomową do czasu, aż nauczymy się korzystać z takich źródeł jak energia słoneczna czy energia fuzyjna. Hybryda, którą zaprojektowaliśmy, powinna być postrzegana jako technologia przejściowa - mówi Swadesh Mahajan.

Amerykańscy naukowcy opracowali paliwo jądrowe, które jest o około 50% bardziej wydajne oraz bezpieczniejsze od używanego obecnie – poinformował Massachusetts Institute of Technology. Nowe paliwo powinno zostać zastosowane w elektrowniach atomowych w ciągu najbliższych 10 lat. Obecnie paliwo do reaktorów formowane jest w niewielkie cylindry o średnicy nieco przekraczającej 1 centymetr. Pavel Hejzlar i Mujid Kazimi właśnie zakończyli trzyletnie badania finansowane przez Departament Energii. Naukowcy badali w jaki sposób można zwiększyć wydajność paliwa stosowanego w reaktorach ciśnieniowych. Stanowią one 2/3 ze 103 reaktorów pracujących w USA. Uczeni zmienili kształt paliwa z cylindrów na tuby z przebiegającym przez środek otworem. Dzięki temu omywająca je woda może przepływać przez środek tuby, przyspieszając transfer ciepła. Zwiększono przy okazji bezpieczeństwo, gdyż efektywna temperatura pracy nowego paliwa wynosi 700 stopni Celsjusza. To mniej niż 1800 stopni, do których rozgrzewa się ono obecnie. I znacznie mniej niż graniczna wartość 2840 stopni, w której paliwo uranowe zaczyna się roztapiać.